JP2009203873A - Flying object detection system, wind turbine generator, and computer program - Google Patents

Flying object detection system, wind turbine generator, and computer program Download PDF

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治嗣 森
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flying object detection system that efficiently reduces bird strikes in a wind turbine generator. <P>SOLUTION: The flying object detection system capable of detecting a flying object from an upwind side is composed in the wind turbine generator equipped with a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades rotatably fixed to the nacelle via a hub. The system includes a photographing means provided in an opposite blade side in the nacelle and using the upwind side as a photographing area, a photographing control means for controlling photographing such that the photographing means can carry out photographing at timing wherein the photographing area is not blocked by rotating blades, a data processing means for carrying out data processing suiting detection of a flying object by using photograph data acquired by the photographing means, a detecting means for detecting a flying object from the processed data processed by the data processing means, and a detection result output means to output a detection result of the detecting means to the wind turbine generator. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、風力発電装置に対して近づいてくる飛来物（主に鳥類）がある場合に、その飛来物がブレードに衝突する事態を回避する技術、およびそれに関連する技術に関する。   The present invention relates to a technique for avoiding a situation in which a flying object collides with a blade when there is a flying object (mainly birds) approaching the wind power generator, and a technique related thereto.

近年、単機あたりの出力を向上させるため、風力発電装置は大型化している。一般的な大型の風力発電装置は、高さ３０〜８０メートル程度のタワーに設置され、そのような風力発電装置のブレードは２０〜５０メートルであるので、最高位は地上から１３０メートルにも達する。
このような高さは、当該風力発電装置が設置された場所の近隣に生息する鳥類（猛禽類など）の飛行高さ、渡り鳥の巡航飛行の高さに達する場合もある。そして、飛行する鳥類は高速で回転するブレードを視認しにくいためか、ブレードに衝突して絶命する事故（バードストライク）が発生している。 In recent years, wind power generators have become larger in order to improve the output per unit. A typical large wind power generator is installed in a tower about 30 to 80 meters in height, and the blade of such a wind power generator is 20 to 50 meters, so the highest level reaches 130 meters from the ground. .
Such a height may reach the flying height of birds (such as raptors) that inhabit the vicinity of the place where the wind power generator is installed, or the height of cruise flight of migratory birds. And it is difficult for the flying birds to see the blade rotating at high speed, or an accident (bird strike) occurs that hits the blade and ends its life.

バードストライクや飛来物の衝突事故を防止するための技術として、特許文献１に開示される技術がある。   As a technique for preventing a bird strike or a collision accident of a flying object, there is a technique disclosed in Patent Document 1.

特開２００６−１２５２６５号公報JP 2006-125265 A

この特許文献１に開示される風力発電装置は、音波または電磁波の受発信によって風上前方の飛来物を検知可能な飛来物検知装置と、回転停止ポジションを含めたブレードの角度変更を制御するブレード角度制御手段とを備える。飛来物が接近してきたと判断した場合に、前記ブレード角度制御手段がブレードを回転停止ポジションに変更するのである。   The wind power generator disclosed in Patent Document 1 includes a flying object detection device that can detect a flying object in front of windward by receiving and transmitting sound waves or electromagnetic waves, and a blade that controls the angle change of the blade including the rotation stop position. Angle control means. When it is determined that the flying object is approaching, the blade angle control means changes the blade to the rotation stop position.

特許文献１に開示される技術には、以下のような問題があった。
まず、音波または電磁波の受発信での飛来物検知であるので、音速が限界であり、カメラなどによる画像データ取得に比べて、処理スピードが遅い。
また、音波または電磁波の受発信を実行するための装置を採用すると、設備コストおよび運用コストが膨大に膨らんでしまう。超音波の発射角度が限られているため、音波または電磁波の受発信が数多く必要となるからである。その場合には、制御に係るシステムの大型化、メンテナンスの複雑化などが伴うこととなってしまう。
更に、ウィンドファームのように、風力発電装置が多数設置されていると、探査しなければならない領域が広がり、多くのハードウェアが必要となってしまう。 The technique disclosed in Patent Document 1 has the following problems.
First, since the flying object is detected by receiving and transmitting sound waves or electromagnetic waves, the speed of sound is the limit, and the processing speed is slower than the acquisition of image data by a camera or the like.
In addition, when an apparatus for executing transmission / reception of sound waves or electromagnetic waves is adopted, the equipment cost and the operation cost are enormously increased. This is because the emission angle of the ultrasonic wave is limited, and a large number of sound waves or electromagnetic waves need to be transmitted and received. In this case, the control-related system becomes large and maintenance becomes complicated.
Further, when a large number of wind power generators are installed like a wind farm, an area to be explored is widened and a lot of hardware is required.

本発明が解決しようとする課題は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な風力発電装置において、音波または電磁波の受発信を行わずに探査の処理速度を向上できる技術を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a technology capable of improving the processing speed of exploration without receiving and transmitting sound waves or electromagnetic waves in a wind turbine generator capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects. It is to be.

ここで、請求項１から請求項６に記載の発明の目的は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知システムを提供することにある。
また、請求項７から請求項８に記載の発明の目的は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な風力発電装置を提供することにある。
また、請求項９から請求項１３に記載の発明の目的は、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知または風力発電装置の制御プログラムを提供することにある。 An object of the invention described in claims 1 to 6 is to provide a flying object detection system capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.
Another object of the present invention is to provide a wind turbine generator capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.
Another object of the present invention is to provide a flying object detection or wind power generator control program capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.

図中の記号を括弧書きとして，各請求項による上記課題の解決手段を提示する。
（請求項１）
請求項１記載の発明は、 地上に立設させたタワー(13)、そのタワー(13)に固定されたナセル(11)、およびそのナセル(11)に対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレード(12)を備えた風力発電装置(10)における風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムに係る。
すなわち、前記ナセル(11)における反ブレード(12)側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段(20)と、 回転するブレード(12)が撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段(20)が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手段と、 前記撮影手段(20)が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、 そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、 その検出手段の検出結果を風力発電装置(10)に出力する検出結果出力手段と、を備えた飛来物検知システムである。 Means for solving the above-described problems according to the claims are presented with the symbols in the figure in parentheses.
(Claim 1)
The invention according to claim 1 is a tower (13) erected on the ground, a nacelle (11) fixed to the tower (13), and fixed to the nacelle (11) so as to be rotatable via a hub. The present invention relates to a flying object detection system capable of detecting flying objects from the windward in a wind turbine generator (10) having a plurality of blades (12).
That is, the photographing means (20) with the windward provided on the side opposite to the blade (12) in the nacelle (11) as a photographing region, and the photographing means (at the timing at which the rotating blade (12) does not block the photographing region ( 20) a shooting control means for controlling shooting so that shooting can be performed, a data processing means for executing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting means (20), and A flying object detection system comprising detection means for detecting a flying object from processing data processed by the data processing means, and detection result output means for outputting a detection result of the detection means to the wind turbine generator (10). .

（用語説明）
「撮影手段」とは、たとえば、デジタルデータへの変換が容易な撮影装置が一般的である。「Ｃ−ＭＯＳセンサ」を採用すると、ＣＣＤ素子よりも露光時間の制御が容易であり、飛行速度の速い鳥類の画像を捉えるのに適している。また、曇天などで自然光が不足している場合にも、ＣＣＤ素子よりも適している。
「モノクロ撮影」とすると、カラーのＣ−ＭＯＳセンサよりも約３倍の感度を引き出せる。例えば、ローノイズでダイナミックレンジを採用した高感度、５００ｆｐｓの高速度での静止画撮影が可能なモノクロのＣ−ＭＯＳセンサであれば、曇天時における３０ｆｐｓ程度のシャッター速度での撮影が可能となる。
「飛来物」とは、鳥類などの生き物の他、風に飛ばされてくる物体を含む。
「飛来物検知システム」とは、撮像および画像解析に基づいて飛来物の存在を確認するシステムである。風力発電装置は発電効率を最大とするために風上を向くようにしている。
「検出結果」は、風力発電装置の運転制御に用いられる。たとえば、ブレード(12)を「回転停止ポジション」へ変更すべき制御信号を出力するためのトリガとして用いられる。 (Glossary)
The “photographing means” is typically a photographing device that can be easily converted into digital data. When the “C-MOS sensor” is adopted, the exposure time can be controlled more easily than the CCD element, and it is suitable for capturing images of birds having a high flight speed. Also, it is more suitable than a CCD element when natural light is insufficient due to cloudy weather.
With “monochrome photography”, the sensitivity is about 3 times that of a color C-MOS sensor. For example, a monochrome C-MOS sensor that can capture still images at a high speed of 500 fps with low noise and dynamic range can be used for shooting at a shutter speed of about 30 fps in cloudy weather.
The “flying object” includes an object flying in the wind in addition to a creature such as a bird.
The “flying object detection system” is a system that confirms the presence of a flying object based on imaging and image analysis. The wind turbine generator is directed to the windward in order to maximize the power generation efficiency.
The “detection result” is used for operation control of the wind turbine generator. For example, it is used as a trigger for outputting a control signal for changing the blade (12) to the “rotation stop position”.

「回転停止ポジション」とは、ブレードが風を受けても回転しないポジションをいい、代表的には、フェザリングポジションまたは回転速度の十分な減速であるが、ブレード回転を停止させるためのブレーキを補助的に用いる場合、ブレーキをメインとしてブレードの回転を停止させる場合も含む。回転の減速制御手段としては、ブレード全体のピッチ角を変更するピッチ制御機と、揚力を失うようなブレード形状とピッチ角とを選択させるとともに停止時にはブレード先端が９０度向きを変えてブレーキとするストール制御機とがある。
なお、風力発電装置はフェザリングポジション以外にも、強風に応じて回転効率を落とすようなポジションを選択可能に形成されていることが多い。回転を完全に停止してしまうと運転再開に時間が掛かるが、十分な減速の場合には運転再開が容易であるので発電ロスを減らすことができるからである。 “Rotation stop position” refers to a position where the blade does not rotate even if it receives wind. Typically, it is a feathering position or a sufficient deceleration of the rotation speed, but assists the brake to stop the blade rotation. In the case of use, the case where the rotation of the blade is stopped with the brake as the main is also included. As a rotation deceleration control means, a pitch controller that changes the pitch angle of the entire blade, and a blade shape and a pitch angle that loses lift, are selected, and the blade tip changes its direction by 90 degrees when stopped to serve as a brake. There is a stall controller.
In addition to the feathering position, the wind power generator is often formed so that a position that reduces the rotational efficiency according to the strong wind can be selected. This is because, if the rotation is completely stopped, it takes time to restart the operation. However, in the case of sufficient deceleration, it is easy to restart the operation, so that the power generation loss can be reduced.

（作用）
風力発電装置が稼働している場合、ブレード(12)は、風上に向いており、撮影手段(20)も風上を向いている。回転するブレード(12)が風上の撮影領域を遮らないタイミングにて、撮影制御手段が撮影手段(20)を制御し、撮影手段(20)が当該撮影領域を撮影する。 撮影手段(20)が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工をデータ加工手段が実行し、加工された加工データから検出手段が飛来物を検出する。その検出結果は、検出結果出力手段が風力発電装置(10)に出力する。
検出手段が飛来物を探知した場合には、たとえば、風力発電装置におけるブレード角度制御手段がブレードを回転停止ポジションに変更するように制御する。その結果、ブレードの回転は停止または十分な減速をする。 停止または十分な減速をしているブレードであれば、飛来する鳥が視認しやすいため、自ら回避する可能性が高まる。また、ブレードはハブから放射状に３枚程度固定された細身の形状をなすものが多いので、飛来物が鳥以外の単なる物体である場合でも、ブレードに衝突する確率を低めることができる。
風上以外の方向から飛来物が飛来する確率はきわめて低い一方、撮影手段は必ず風上を向くのでブレードに飛来物が衝突する確率を合理的に低めることとなる。撮影手段の設置数が少なくて済むからである。 (Function)
When the wind power generator is in operation, the blade (12) faces upwind, and the photographing means (20) also faces upwind. At a timing when the rotating blade (12) does not block the windward shooting area, the shooting control means controls the shooting means (20), and the shooting means (20) takes a picture of the shooting area. The data processing means executes data processing suitable for detecting a flying object using the captured data acquired by the imaging means (20), and the detection means detects the flying object from the processed processing data. The detection result output means outputs the detection result to the wind turbine generator (10).
When the detection means detects a flying object, for example, the blade angle control means in the wind power generator controls to change the blade to the rotation stop position. As a result, the rotation of the blade stops or slows down sufficiently. If the blade is stopped or sufficiently slowed down, the flying bird is easy to see, so the possibility of avoiding it increases. Further, since many blades are formed in a thin shape fixed about three radially from the hub, even if the flying object is a simple object other than a bird, the probability of colliding with the blade can be reduced.
While the probability of flying objects coming from directions other than the windward is very low, since the photographing means always faces the windward, the probability that the flying objects collide with the blade is reasonably reduced. This is because the number of photographing means can be reduced.

（請求項２）
請求項２記載の発明もまた、地上に立設させたタワー(13)、そのタワー(13)に固定されたナセル(11)、およびそのナセル(11)に対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレード(12)を備えた風力発電装置(10)における風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムに係る。 請求項１に記載の飛来物検知システムとの相違は、請求項１に係る撮影制御手段を備えず、代わりに撮影データ取得手段を備える点である。
すなわち、 前記ナセル(11)における反ブレード(12)側に風上側を撮影領域とする撮影手段(20)を備えるとともに、 その撮影手段(20)が取得した撮影画像から回転するブレード(12)が撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手段と、 その撮影データ取得手段が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、 そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、 その検出手段の検出結果を風力発電装置(10)に出力する検出結果出力手段と、を備えた飛来物検知システムである。 (Claim 2)
The invention described in claim 2 is also a tower (13) erected on the ground, a nacelle (11) fixed to the tower (13), and rotatable with respect to the nacelle (11) via a hub. The present invention relates to a flying object detection system capable of detecting flying objects from the windward in a wind turbine generator (10) having a plurality of fixed blades (12). The difference from the flying object detection system according to claim 1 is that the imaging control means according to claim 1 is not provided, but imaging data acquisition means is provided instead.
That is, the nacelle (11) includes a photographing means (20) on the side opposite to the blade (12) on the side opposite to the blade (12), and a blade (12) rotating from a photographed image acquired by the photographing means (20). Shooting data acquisition means for omitting an image that blocks the shooting area, data processing means for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting data acquisition means, and the data processing means This is a flying object detection system comprising detection means for detecting a flying object from the processed data and detection result output means for outputting the detection result of the detection means to the wind power generator (10).

（作用）
風力発電装置が稼働している場合、ブレード(12)は、風上に向いており、撮影手段(20)も風上を向いている。そして、撮影手段(20)が風上の撮影領域を撮影する。
撮影データ取得手段は、その撮影手段(20)が取得した撮影画像から、回転するブレード(12)が撮影領域を遮る画像を省く。取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工をデータ加工手段が実行し、加工された加工データから検出手段が飛来物を検出する。その検出結果は、検出結果出力手段が風力発電装置(10)に出力する。
その出力を得た風力発電装置の作用については、請求項１の作用と同様であるので省略する。 (Function)
When the wind power generator is in operation, the blade (12) faces upwind, and the photographing means (20) also faces upwind. Then, the photographing means (20) photographs the windward photographing area.
The imaging data acquisition means omits an image in which the rotating blade (12) blocks the imaging area from the captured image acquired by the imaging means (20). The data processing means executes data processing suitable for detecting the flying object using the acquired photographing data, and the detecting means detects the flying object from the processed processing data. The detection result output means outputs the detection result to the wind turbine generator (10).
Since the action of the wind turbine generator that has obtained the output is the same as that of the first aspect, a description thereof will be omitted.

（請求項３）
請求項３記載の発明は、請求項１または請求項２のいずれかに記載の飛来物検知システムを限定したものである。
すなわち、前記のデータ加工手段は、複数の画像データにおける粒子の動きをベクトル表示したベクトル表示画像データに変換するオプティカルフロー処理を含むこととしたことを特徴とする。 (Claim 3)
The invention according to claim 3 limits the flying object detection system according to claim 1 or claim 2.
That is, the data processing means includes an optical flow process for converting the motion of particles in a plurality of image data into vector display image data that is displayed as a vector.

（用語説明）
「オプティカルフロー処理」とは、たとえば、毎秒３０フレーム程度のレートで連続する画像列に対して、各画素が次フレームにおけるどこに移動したかを判定計測する処理方法である。注目画素(a notice pixel)と、その注目画素に隣接したり近傍にある近傍画素(neighboring pixels)からなるブロック領域の設定法は、経験値などから割り出した一定のものを使用する場合と、変化に応じて変動させられる場合とがある。 (Glossary)
“Optical flow processing” is a processing method for determining and measuring where each pixel has moved in the next frame, for example, for an image sequence continuous at a rate of about 30 frames per second. The method of setting a block area consisting of a notice pixel and neighboring pixels that are adjacent to or adjacent to the notice pixel varies from the case of using a constant pixel calculated from experience values etc. Depending on the situation, it may be changed.

（作用）
オプティカルフロー処理によれば、飛来物がなければ画面は白いままであり、飛来物のように動きのあるものがあれば、速度場表示が可能である。したがって、きわめて簡単に飛来物の検出が可能である。 (Function)
According to the optical flow process, if there is no flying object, the screen remains white, and if there is something moving like a flying object, the speed field can be displayed. Therefore, the flying object can be detected very easily.

（請求項４）
請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の飛来物検知システムを限定したものであり、 前記の撮影手段は、複数の撮影装置を備えたことを特徴とする。 (Claim 4)
Invention of Claim 4 limited the projectile object detection system in any one of Claims 1-3, The said imaging | photography means was equipped with the several imaging device, It is characterized by the above-mentioned. To do.

（用語説明）
「複数の撮影装置」は、それぞれ撮影のタイミングが異なる。また、撮影領域も異なる。したがって、一方の撮影装置によって得られた撮影データを他方の撮影装置の撮影データによって補正、補完することで、飛来物の位置情報を正確に割り出す、といった使い方が可能となる。
なお、撮影装置が複数であることは、一つの風力発電装置に対して複数を意味するだけでなく、たとえば、隣接する二つの風力発電装置にそれぞれ一つずつ設けることによって複数であることをも含む。 (Glossary)
The “plurality of photographing devices” have different photographing timings. Also, the shooting area is different. Therefore, it is possible to correct the position of the flying object by correcting and complementing the shooting data obtained by one shooting apparatus with the shooting data of the other shooting apparatus.
Note that the fact that there are a plurality of photographing devices not only means a plurality of one wind power generator, but also means that a plurality of photographing devices are provided by providing one each for two adjacent wind power generators, for example. Including.

（請求項５）
請求項５記載の発明は、請求項１に記載の飛来物検知システムを限定したものであり、 前記の撮影制御手段は、風力発電装置からの発電出力信号を用いて撮影制御を実行することとしたことを特徴とする。 (Claim 5)
The invention according to claim 5 limits the flying object detection system according to claim 1, and the imaging control means executes imaging control using a power generation output signal from the wind power generator. It is characterized by that.

（用語説明）
「発電出力信号」とは、以下のようなものである。すなわち、風力発電装置は交流電源となるので、発電としての出力の電圧を測定すると時系列で変化する（サインカーブに類似する）。その電圧変化からブレードの位置が割り出せるので、ブレードが撮影領域を遮るタイミングには撮影手段による撮影を行わないように制御することが可能となる。 (Glossary)
The “power generation output signal” is as follows. That is, since the wind power generator is an AC power source, the output voltage as power generation changes in time series (similar to a sine curve). Since the position of the blade can be determined from the voltage change, it is possible to perform control so that photographing by the photographing means is not performed at the timing when the blade blocks the photographing region.

（請求項６）
請求項６記載の発明は、請求項１に記載の飛来物検知システムを限定したものであり、 前記の撮影制御手段は、風力発電装置におけるブレードの位置信号を用いて撮影制御を実行することとしたことを特徴とする。
「ブレードの位置信号」は、たとえばブレードの根本付近に磁石を固定し、その磁石と反応するホール素子をナセル側に配置することで、位置信号を得ることができる。また、ブレードの裏面に反射板を固定しておき、撮影手段に発光手段と受光手段とを備えておけば、位置信号を得ることができる。 (Claim 6)
Invention of Claim 6 limited the projectile object detection system of Claim 1, The said imaging | photography control means performs imaging | photography control using the position signal of the blade in a wind power generator, It is characterized by that.
The “blade position signal” can be obtained, for example, by fixing a magnet near the root of the blade and placing a hall element that reacts with the magnet on the nacelle side. Further, if a reflector is fixed to the back surface of the blade and the photographing means is provided with a light emitting means and a light receiving means, a position signal can be obtained.

（請求項７）
請求項７記載の発明は、請求項１に記載の飛来物検知システムを備えた風力発電装置に係り、 飛来物検知システムにおける検出結果出力手段の検出結果に応じて、ブレードの回転を制御するブレード制御手段を備える。 (Claim 7)
A seventh aspect of the present invention relates to a wind turbine generator equipped with the flying object detection system according to claim 1, wherein the blade controls rotation of the blade according to the detection result of the detection result output means in the flying object detection system. Control means are provided.

（請求項８）
請求項８記載の発明は、請求項２に記載の飛来物検知システムを備えた風力発電装置に係り、 飛来物検知システムにおける検出結果出力手段の検出結果に応じて、ブレードの回転を制御するブレード制御手段を備える。 (Claim 8)
The invention described in claim 8 relates to a wind power generator equipped with the flying object detection system according to claim 2, wherein the blade controls rotation of the blade according to the detection result of the detection result output means in the flying object detection system. Control means are provided.

（請求項９）
請求項９記載の発明は、 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置に対し、前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段を用いて風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知プログラムに係る。
そのプログラムは、 回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手順と、 その撮影制御手順による制御にて前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、 その撮影手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、 そのデータ加工手順によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、 その検出手順の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手順と、を飛来物検知システムの制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。 (Claim 9)
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a wind turbine generator including a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub so as to be rotatable. On the other hand, the present invention relates to a projecting object detection program capable of detecting a projecting object from the windward using an imaging unit having an upwind side provided on the side opposite to the blade in the nacelle.
The program includes an imaging control procedure for controlling imaging so that the imaging means can take an image at a timing when the rotating blade does not block the imaging area, and is provided on the opposite blade side of the nacelle under control by the imaging control procedure. A shooting procedure that is shot by the shooting means having the shooting side as the shooting area, a data processing procedure that executes data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting procedure, and the data processing A detection procedure for detecting a flying object from the machining data processed by the procedure, and a detection result output procedure for outputting the detection result of the detection procedure to the wind power generator, and causing the computer for controlling the flying object detection system to execute Computer program.

（請求項１０）
請求項１０記載の発明は、地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置に対し、前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段を用いて風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知プログラムに係る。
そのプログラムは、 前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、 その撮影手順にて取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手順と、 その撮影データ取得手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、 そのデータ加工手順にて加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、 その検出手順の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手順と、を飛来物検知システムの制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。 (Claim 10)
The invention according to claim 10 is a wind power generator comprising a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub so as to be rotatable. On the other hand, the present invention relates to a projecting object detection program capable of detecting a projecting object from the windward using an imaging unit having an upwind side provided on the side opposite to the blade in the nacelle.
The program includes a photographing procedure for photographing by a photographing means having a windward side provided on the opposite blade side in the nacelle as a photographing region, and an image in which a blade rotating from the photographed image acquired in the photographing procedure blocks the photographing region. From the shooting data acquisition procedure to be omitted, the data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting data acquisition procedure, and the processing data processed in the data processing procedure A computer program that causes a computer for controlling a flying object detection system to execute a detection procedure for detecting a flying object and a detection result output procedure for outputting a detection result of the detection procedure to a wind turbine generator.

（請求項１１）
請求項１１記載の発明は、 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置を制御するコンピュータプログラムに係る。
そのプログラムは、 回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手順と、 その撮影制御手順による制御にて前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、 その撮影手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、 そのデータ加工手順によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、 その検出手順の検出結果を出力する検出結果出力手順と、 その検出結果出力手順による検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手順と、を風力発電装置の制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。 (Claim 11)
The invention according to claim 11 is provided with a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub so as to be rotatable. The present invention relates to a computer program for controlling a wind turbine generator equipped with a flying object detection system capable of detecting a flying object.
The program includes an imaging control procedure for controlling imaging so that the imaging means can take an image at a timing when the rotating blade does not block the imaging area, and is provided on the opposite blade side of the nacelle under control by the imaging control procedure. A shooting procedure that is shot by the shooting means having the shooting side as the shooting area, a data processing procedure that executes data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting procedure, and the data processing A detection procedure for detecting flying objects from the machining data processed by the procedure, a detection result output procedure for outputting the detection result of the detection procedure, and a blade for controlling the rotation of the blade according to the detection result by the detection result output procedure A computer program that causes a control computer of a wind turbine generator to execute a control procedure.

（請求項１２）
請求項１２記載の発明は、 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置を制御するコンピュータプログラムに係る。
そのプログラムは、 前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、 その撮影手順にて取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手順と、 その撮影データ取得手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、 そのデータ加工手順にて加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、 その検出手順の検出結果を出力する検出結果出力手順と、 その検出結果出力手順による検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手順と、を風力発電装置の制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラムである。 (Claim 12)
The invention described in claim 12 includes a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub so as to be rotatable. The present invention relates to a computer program for controlling a wind turbine generator equipped with a flying object detection system capable of detecting a flying object.
The program includes a photographing procedure for photographing by a photographing means having a windward side provided on the opposite blade side in the nacelle as a photographing region, and an image in which a blade rotating from the photographed image acquired in the photographing procedure blocks the photographing region. From the shooting data acquisition procedure to be omitted, the data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting data acquisition procedure, and the processing data processed in the data processing procedure A wind power generator comprising a detection procedure for detecting flying objects, a detection result output procedure for outputting the detection result of the detection procedure, and a blade control procedure for controlling the rotation of the blade according to the detection result of the detection result output procedure This computer program is to be executed by the control computer.

（請求項１３）
請求項１３記載の発明は、請求項９から請求項１２のいずれかに記載のコンピュータプログラムを限定したものである。
すなわち、 前記のデータ加工手順では、複数の画像データにおける粒子の動きをベクトル表示したベクトル表示画像データに変換するオプティカルフロー処理手順を含むことを特徴とする。 (Claim 13)
The invention according to claim 13 limits the computer program according to any one of claims 9 to 12.
That is, the data processing procedure includes an optical flow processing procedure for converting the motion of particles in a plurality of image data into vector display image data that is displayed as a vector.

請求項９から請求項１３に係るコンピュータプログラムをチップ化し、飛来物検知システムの制御装置、または風力発電装置の制御装置とすることもできる。
また、記録媒体へ記憶させて提供することもできる。ここで、「記録媒体」とは、それ自身では空間を占有し得ないプログラムを担持することができる媒体であり、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、ＣＤ−Ｒ、ＭＯ（光磁気ディスク）、ＤＶＤ−Ｒなどである。 The computer program according to the ninth to thirteenth aspects can be made into a chip and used as a control device for a flying object detection system or a control device for a wind power generator.
It can also be stored in a recording medium and provided. Here, the “recording medium” is a medium that can carry a program that cannot occupy space by itself, such as a flexible disk, a hard disk, a CD-R, an MO (magneto-optical disk), a DVD- R and the like.

ここで、請求項１から請求項６に記載の発明によれば、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知システムを提供することができた。
また、請求項７から請求項８に記載の発明によれば、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な風力発電装置を提供することができた。
また、請求項９から請求項１３に記載の発明によれば、飛来物によるブレードの破損やバードストライクを減らすことが可能な飛来物検知または風力発電装置の制御プログラムを提供することができた。 Here, according to the inventions described in claims 1 to 6, it is possible to provide a flying object detection system capable of reducing blade damage and bird strike caused by flying objects.
In addition, according to the invention described in claims 7 to 8, it is possible to provide a wind power generator capable of reducing blade breakage and bird strike due to flying objects.
Moreover, according to the invention of Claim 9 thru | or 13, the control program of the flying object detection or wind power generator which can reduce the damage of the blade by a flying object and a bird strike was able to be provided.

本願発明の実施の形態について、図面を参照させながら説明する。
ここで使用する図面は、図１から図８である。図１は第一の実施形態を示す概念図であり、図２はハードウェア構成図である。図３は、撮影制御の手法の一例を示す説明図である。図４から図７は、他の実施形態を示すハードウェア構成図である。図８は、運転制御の一例を示すフローチャートである。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
The drawings used here are FIGS. 1 to 8. FIG. 1 is a conceptual diagram showing the first embodiment, and FIG. 2 is a hardware configuration diagram. FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating an example of a shooting control technique. 4 to 7 are hardware configuration diagrams showing other embodiments. FIG. 8 is a flowchart illustrating an example of operation control.

（図１）
図１は、風力発電装置１０と、撮影手段２０との位置関係を示している。
風力発電装置１０は、地上に立設させたタワー１３、そのタワー１３に固定されたナセル１１、およびそのナセル１１に対してハブを介して回転自在に固定された三枚のブレード１２を備えている。そして、図１[Ａ]に示すように、ナセル１１の上面における反ブレード１２側には、風上側を撮影領域とする撮影手段２０を固定している。 (Figure 1)
FIG. 1 shows the positional relationship between the wind power generator 10 and the photographing means 20.
The wind power generator 10 includes a tower 13 erected on the ground, a nacelle 11 fixed to the tower 13, and three blades 12 fixed to the nacelle 11 through a hub so as to be rotatable. Yes. As shown in FIG. 1A, the photographing means 20 having the photographing area on the windward side is fixed to the side opposite to the blade 12 on the upper surface of the nacelle 11.

撮影手段２０は、風力発電装置１０の風上を撮影するためにレンズを前方に向けている。ブレード１２の位置が図１[Ｂ]の状態であれば風上の撮影が可能であるが、図１[Ｃ]の状態であると、撮影領域をブレード１２の一枚が遮ってしまう。そこで、撮影制御手段を備えることによって、ブレード１２によって遮られない撮影を実行するのである。   The photographing means 20 has a lens facing forward in order to photograph the windward of the wind power generator 10. Upwind shooting is possible if the position of the blade 12 is in the state of FIG. 1B, but in the state of FIG. 1C, one of the blades 12 blocks the shooting area. In view of this, the photographing control means is provided to perform photographing that is not obstructed by the blade 12.

（図２）
図２には、飛来物検知システムと、風力発電装置とを図示している。
風力発電装置の発電出力信号入手手段が発電出力信号を飛来物検知システムの撮影制御手段に送る。発電出力信号を受信した撮影制御手段は、撮影制御信号を撮影手段に出力し、撮影を制御する。すなわち、回転するブレード１２が風上の撮影領域を遮らないタイミングにて、撮影手段２０が風力発電装置の風上における撮影領域を撮影する。撮影の制御については、図３を用いて後述する。 (Figure 2)
FIG. 2 illustrates a flying object detection system and a wind power generator.
The power generation output signal obtaining means of the wind power generator sends the power generation output signal to the imaging control means of the flying object detection system. The imaging control means that has received the power generation output signal outputs the imaging control signal to the imaging means to control imaging. That is, at the timing when the rotating blade 12 does not block the windward imaging area, the imaging means 20 captures the windward imaging area of the wind power generator. The shooting control will be described later with reference to FIG.

撮影手段２０が撮影データを取得したら、その撮影データは、データ加工手段に送られる。データ加工手段は、飛来物の検知に適したデータ加工を実行する。具体的には、例えば，複数の画像データにおける粒子の動きをベクトル表示したベクトル表示画像データに変換するオプティカルフロー処理を実行することになる。たとえば毎秒３０フレーム程度のレートで連続する画像列に対して、各画素が次フレームにおけるどこに移動したかを判定計測する。それによって飛来物のように動きのあるものがあれば、速度場表示が可能である。   When the photographing means 20 acquires the photographing data, the photographing data is sent to the data processing means. The data processing means executes data processing suitable for detecting flying objects. Specifically, for example, an optical flow process for converting the motion of particles in a plurality of pieces of image data into vector display image data that is displayed as a vector is executed. For example, with respect to a continuous image sequence at a rate of about 30 frames per second, it is determined and measured where each pixel has moved in the next frame. As a result, if there is something moving like a flying object, the speed field can be displayed.

加工された加工データからは、検出手段が飛来物を検出する。速度場の表示が所定以上の大きさであれば、飛来物であると自動認識される。更に、その速度場による表示ベクトルが風力発電装置に向かっていると判断された場合には、風力発電装置のブレード制御手段に、検出結果出力手段がブレード制御信号を出力する。
たとえば、ブレード１２を回転停止ポジションに変更するように制御する。その結果、ブレード１２の回転は停止または十分な減速をする。 停止または十分な減速をしているブレード１２であれば、飛来する鳥が視認しやすいため、自ら回避する可能性が高まる。また、ブレード１２はハブから放射状に３枚固定された細身の形状をなすものが多いので、飛来物が鳥以外の単なる物体である場合でも、ブレード１２に衝突する確率を低めることができる。
風上以外の方向から飛来物が飛来する確率はきわめて低い一方、撮影手段２０は必ず風上を向くので、ブレード１２に飛来物が衝突する確率を合理的に低めることとなる。撮影手段２０の設置数が少なくて済むからである。 A detection means detects a flying object from the processed data. If the display of the velocity field is larger than a predetermined size, it is automatically recognized as a flying object. Further, when it is determined that the display vector based on the speed field is directed to the wind turbine generator, the detection result output unit outputs a blade control signal to the blade controller of the wind turbine generator.
For example, the blade 12 is controlled to be changed to the rotation stop position. As a result, the rotation of the blade 12 is stopped or sufficiently decelerated. If the blade 12 is stopped or sufficiently decelerated, the flying bird is easy to visually recognize, so the possibility of avoiding it increases. In addition, since many blades 12 have a slender shape that is fixed radially from the hub, even when a flying object is a simple object other than a bird, the probability of colliding with the blade 12 can be reduced.
While the probability of flying objects flying from directions other than the windward is very low, since the photographing means 20 always faces the windward, the probability that the flying objects collide with the blade 12 is reasonably reduced. This is because the number of the photographing means 20 can be reduced.

（図３）
図３は、風力発電装置の発電機の出力信号に基づいて、ブレード１２の回転位置を認識し、撮影手段２０の撮影時間を制御するためのトリガ信号を出力する様子を示している。
風力発電装置は交流電源となるので、発電としての出力の電圧を測定すると時系列で変化する（サインカーブに類似する）。その電圧変化からブレードの位置が割り出せるので、ブレードが撮影領域を遮るタイミングには撮影手段による撮影を行わないように、撮影手段へのトリガ信号を出力する。ただし、撮影手段にはトリガ信号に対する作動の遅れがあるので、その遅れ時間を考慮したトリガ信号でなければならない。 (Figure 3)
FIG. 3 shows a state in which the rotational position of the blade 12 is recognized based on the output signal of the generator of the wind power generator, and a trigger signal for controlling the photographing time of the photographing means 20 is output.
Since the wind turbine generator is an AC power source, the output voltage as power generation changes in time series (similar to a sine curve). Since the position of the blade can be determined from the voltage change, a trigger signal is output to the imaging unit so that the imaging unit does not perform imaging when the blade blocks the imaging area. However, since the photographing means has a delay in operation with respect to the trigger signal, it must be a trigger signal in consideration of the delay time.

（図４）
図４に示すのは、第二の実施形態である。図２に示した第一の実施形態との相違点は、以下の点である。
すなわち、第一の実施形態が撮影手段に対する撮影のタイミングを制御した。これに対して、第二の実施形態では、撮影を連続して行う代わりに、ブレードが撮影されてしまう画像を削除する不要データ削除手段を飛来物検知システム内に備えている。
その不要データ削除手段は、第一の実施形態と同じように、発電出力信号入手手段から発電出力信号を受け取り、その信号データと撮影データとの時間から、不要データを特定するための不要データ特定用信号を、データ加工手段に対して出力するのである。これによって、第一の実施形態と同様の効果が得られる。 (Fig. 4)
FIG. 4 shows a second embodiment. Differences from the first embodiment shown in FIG. 2 are as follows.
That is, the first embodiment controls the shooting timing for the shooting means. On the other hand, in the second embodiment, instead of continuously performing image capturing, the flying object detection system includes unnecessary data deleting means for deleting an image where the blade is imaged.
The unnecessary data deletion means receives the power generation output signal from the power generation output signal acquisition means, as in the first embodiment, and specifies unnecessary data for specifying the unnecessary data from the time between the signal data and the shooting data. The business signal is output to the data processing means. Thereby, the same effect as the first embodiment can be obtained.

（図５）
図５に示すのは、第三の実施形態である。図２や図４に示した実施形態との相違点は、以下の点である。
すなわち、第一および第二の実施形態は風力発電装置の発電出力信号入手手段からの発電出力信号を用いて、撮影手段を制御し、あるいはデータ加工手段から不要なデータを削除した。一方の第三の実施形態では、不要なデータは、過去の撮影データを蓄積した撮影データベースから比較用データなどをデータ加工手段が取得し、不要データを削除するのである。
これによれば、風力発電装置からのデータが不要となる、というメリットがある。ただし、演算処理に時間が掛かるというデメリットがある。 (Fig. 5)
FIG. 5 shows a third embodiment. Differences from the embodiment shown in FIGS. 2 and 4 are as follows.
That is, in the first and second embodiments, the photographing means is controlled using the power generation output signal from the power generation output signal obtaining means of the wind turbine generator, or unnecessary data is deleted from the data processing means. On the other hand, in the third embodiment, as unnecessary data, the data processing means acquires comparison data or the like from a shooting database in which past shooting data is accumulated, and deletes unnecessary data.
According to this, there is an advantage that data from the wind turbine generator is not required. However, there is a demerit that the calculation process takes time.

第一から第三の実施形態は、それぞれ独立しているとすることもできるが、それぞれを組み合わせた実施形態を提供することも可能である。たとえば、平常時には第一の実施形態とし、風力発電装置に異常があった場合などに第三の実施形態に切り替える、といった形態は好ましい。   Although the first to third embodiments may be independent of each other, it is also possible to provide an embodiment combining them. For example, a mode in which the first embodiment is used in normal times and the mode is switched to the third embodiment when an abnormality occurs in the wind turbine generator is preferable.

（図６）
図６には、第四の実施形態を示す。第四の実施形態は、一つの風力発電装置に二つの撮影手段を備えたものである。すなわち、風上に向かってナセル１１の左側に第一カメラ２１を、ナセル１１の右側に第二カメラ２２を固定している。
二つの撮影手段２１，２２を備え、それぞれの撮影データを複合的に（ステレオ的に）用いることによって、風の進行方向の測定誤差、飛来物の飛行速度などの測定誤差を軽減することができる。 (Fig. 6)
FIG. 6 shows a fourth embodiment. In the fourth embodiment, one wind power generator is provided with two photographing means. That is, the first camera 21 is fixed to the left side of the nacelle 11 and the second camera 22 is fixed to the right side of the nacelle 11 toward the windward side.
By providing the two photographing means 21 and 22 and using the respective photographing data in a composite (stereo) manner, measurement errors such as measurement errors in the direction of wind and flying speed of flying objects can be reduced. .

（図７）
図７には、第五の実施形態を示す。第五の実施形態は、隣り合う二つの風力発電装置に、それぞれ一つずつ撮影手段を備え、それらの撮影手段の撮影データを複合的に用いるものである。第四の実施形態に比べて風の進行方向に直角となる平面方向の距離を稼げるので、風の進行方向の測定誤差を減らすことができる。また、風力発電装置が多数設置されるウィンドファームにおける撮影手段の総数を、飛来物検知能力を低下させることなく抑制することができる。 (Fig. 7)
FIG. 7 shows a fifth embodiment. In the fifth embodiment, two adjacent wind turbine generators are each provided with a photographing unit, and the photographing data of these photographing units is used in combination. Compared with the fourth embodiment, the distance in the plane direction perpendicular to the wind traveling direction can be increased, so that measurement errors in the wind traveling direction can be reduced. In addition, the total number of photographing means in a wind farm in which many wind power generators are installed can be suppressed without reducing the flying object detection capability.

図示は省略するが、飛来物検知システムが検知した飛来物の予想到達時間を算出する到達時間算出手段を備えてもよい。そして、前述のブレード角度制御手段は、その予想到達時間に達する前にブレードの角度を回転停止ポジションに変更するように制御することとしてもよい。飛来物の接近を検知して回転停止と判断した場合は、ブレード角度制御手段がブレード角度を変更してブレードの回転を停止するために必要な時間（たとえば３秒前後）を確保する。   Although illustration is omitted, an arrival time calculating means for calculating the expected arrival time of the flying object detected by the flying object detection system may be provided. The blade angle control means described above may be controlled so as to change the blade angle to the rotation stop position before reaching the expected arrival time. When the approach of the flying object is detected and the rotation is determined to be stopped, the blade angle control means secures the time necessary for changing the blade angle to stop the rotation of the blade (for example, around 3 seconds).

（図８）
図８を用いて更に詳しく説明する。図８に示すのは、制御の一例を示すフローチャートである。
風力発電装置が、風を受けてブレードが回転することによって発電する。ここで、飛来物検知システムが風上に飛来物を検知しなければ、運転を継続する。
ここで、飛来物を検知したとする。すると、飛来物を連続的に探査することにより、飛来物に関するデータを所定時間記憶したり、直前のデータと比較演算したりする。そして、飛来物が接近してきた場合には、飛行速度Ｖやその距離Ｘから飛来物の到達予測時間を算出し、ブレード角度制御手段がブレードを回転停止ポジション（フェザリング）に変更するように制御する。そして、飛来物の到達予測時間前にブレードの回転を停止させる。
なお、以上のような制御プログラムは、ブレードの制御装置に組み込まれる。 (Fig. 8)
This will be described in more detail with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing an example of control.
The wind power generator generates electricity by receiving wind and rotating the blades. Here, if the flying object detection system does not detect a flying object on the windward, the operation is continued.
Here, it is assumed that a flying object is detected. Then, by continuously searching for flying objects, data relating to flying objects is stored for a predetermined time or compared with the immediately preceding data. When the flying object approaches, the predicted arrival time of the flying object is calculated from the flight speed V and the distance X, and the blade angle control means controls the blade to change to the rotation stop position (feathering). To do. Then, the rotation of the blade is stopped before the predicted arrival time of the flying object.
The control program as described above is incorporated in the blade control device.

停止しているブレードであれば、飛来する鳥が視認しやすいため、自ら回避する可能性が高まる。また、ブレードはハブから放射状に３枚程度固定された細身の形状をなすものが多いので、飛来物が鳥以外の単なる物体である場合でも、ブレードに衝突する確率を低めることができる。飛来物検知システムは，接近したか否かを判断するので、飛来物を一旦検知したが接近しないと判断されれば、衝突の可能性が少なく、発電を無駄に停止させずに済む。   If the blade is stopped, it is easy to see the flying bird, so the possibility of avoiding it increases. In addition, since many blades have a thin shape that is fixed about three radially from the hub, even if the flying object is a simple object other than a bird, the probability of colliding with the blade can be reduced. Since the flying object detection system determines whether or not it has approached, once it has been detected that the flying object has not been approached, there is little possibility of a collision and it is not necessary to stop power generation wastefully.

飛来物検知システムとしては、撮影およびオプティカルフロー処理に基づいて飛来物の存在を確認する装置のみではなく、音波または電磁波を発振してその反射波を捉えることによって飛来物の存在を確認する装置、または熱感知装置を併用することもできる。
熱感知装置を採用すると、鳥類などの生き物のように、周囲よりも温度が高い飛来物しか検知できないが、夜間や吹雪などの悪天候時には、音波や電磁波を発信する飛来物検知システムよりも飛来物の検知が正確に行えるという利点がある。 As a flying object detection system, not only a device that confirms the presence of flying objects based on imaging and optical flow processing, but also a device that confirms the presence of flying objects by oscillating sound waves or electromagnetic waves and capturing the reflected waves, Alternatively, a heat sensing device can be used in combination.
If a heat sensing device is used, it can only detect flying objects that are higher in temperature than the surroundings, such as birds and other creatures. There is an advantage that can be accurately detected.

なお、前記の飛来物検知システムは、超音波の発射角度が限られているため、風上に対して発射する。このため、風向風速計と連動して風上を向くナセルに内蔵されている。
風向風速計の測定によって、風速の測定値が所定以上である場合には、ブレードの角度などを制御して突風に伴うブレードの破損事故を未然に回避することが可能となる。 In addition, since the said projectile detection system has a limited ultrasonic emission angle, it emits to the windward side. For this reason, it is built in the nacelle that faces the windward in conjunction with the anemometer.
When the measured value of the wind speed is greater than or equal to a predetermined value by measuring the anemometer, it is possible to prevent the blade from being damaged due to a gust by controlling the blade angle and the like.

本願発明は、風力発電装置および飛来物検知システムの製造業、風力発電装置または飛来物検知システムの保守メンテナンス業、飛来物検知システムのためのソフトウェア開発業などにおいて、利用可能性がある。   The present invention has applicability in the manufacturing industry of wind power generators and flying object detection systems, the maintenance business of wind power generators or flying object detection systems, the software development industry for flying object detection systems, and the like.

第一の実施形態を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows 1st embodiment. 第一の実施形態を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows 1st embodiment. 撮影制御の手法の一例を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows an example of the method of imaging | photography control. 第二の実施形態を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows 2nd embodiment. 第三の実施形態を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows 3rd embodiment. 第四の実施形態を示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows 4th embodiment. 第四の実施形態のバリエーションを示すハードウェア構成図である。It is a hardware block diagram which shows the variation of 4th embodiment. 運転制御の一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an example of operation control.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 風力発電装置 １１ ナセル
１２ ブレード １３ タワー
２０ 撮影手段 ２１ 第一カメラ
２２ 第二カメラ DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wind power generator 11 Nacelle 12 Blade 13 Tower 20 Image | photographing means 21 1st camera 22 2nd camera

Claims (13)

地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置における風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムであって、
前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段と、
回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手段と、
前記撮影手段が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、
そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手段と、を備えた飛来物検知システム。 Detects flying objects from windward in a wind turbine generator equipped with a tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub. A possible flying object detection system,
An imaging means having an imaging area on the windward side provided on the opposite blade side in the nacelle,
Photographing control means for controlling photographing so that the photographing means can photograph at a timing at which the rotating blade does not block the photographing region;
Data processing means for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting means;
Detecting means for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing means;
A flying object detection system comprising: detection result output means for outputting a detection result of the detection means to the wind turbine generator. 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置における風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムであって、
前記ナセルにおける反ブレード側に風上側を撮影領域とする撮影手段を備えるとともに、
その撮影手段が取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手段と、
その撮影データ取得手段が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、
そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手段と、を備えた飛来物検知システム。 Detects flying objects from windward in a wind turbine generator equipped with a tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub. A possible flying object detection system,
With a photographing means having the windward photographing area on the opposite blade side of the nacelle,
Shooting data acquisition means for omitting an image in which the rotating blade blocks the shooting area from the shot image acquired by the shooting means;
Data processing means for executing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting data acquisition means;
Detecting means for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing means;
A flying object detection system comprising: detection result output means for outputting a detection result of the detection means to the wind turbine generator. 前記のデータ加工手段は、複数の画像データにおける粒子の動きをベクトル表示したベクトル表示画像データに変換するオプティカルフロー処理を含むこととした請求項１または請求項２のいずれかに記載の飛来物検知システム。   3. The flying object detection according to claim 1, wherein the data processing means includes an optical flow process for converting the motion of particles in a plurality of image data into vector display image data in a vector display. system. 前記の撮影手段は、複数の撮影装置を備えたことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の飛来物検知システム。   4. The flying object detection system according to claim 1, wherein the imaging unit includes a plurality of imaging devices. 5. 前記の撮影制御手段は、風力発電装置からの発電出力信号を用いて撮影制御を実行することとした請求項１に記載の飛来物検知システム。   The flying object detection system according to claim 1, wherein the imaging control unit performs imaging control using a power generation output signal from a wind power generator. 前記の撮影制御手段は、風力発電装置におけるブレードの位置信号を用いて撮影制御を実行することとした請求項１に記載の飛来物検知システム。   The flying object detection system according to claim 1, wherein the imaging control unit executes imaging control using a position signal of a blade in the wind power generator. 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置であって、
前記ナセルにおける反ブレード側に風上側を撮影領域とする撮影手段と、
回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手段と、
前記撮影手段が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、
そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果を出力する検出結果出力手段と、
その検出結果出力手段の検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手段と、
を備えたことを特徴とする風力発電装置。 A tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades that are rotatably fixed to the nacelle via a hub, and capable of detecting flying objects from the windward A wind power generator equipped with an object detection system,
A photographing means having a photographing area on the windward side on the opposite blade side of the nacelle;
Photographing control means for controlling photographing so that the photographing means can photograph at a timing at which the rotating blade does not block the photographing region;
Data processing means for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting means;
Detecting means for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing means;
Detection result output means for outputting the detection result of the detection means;
Blade control means for controlling the rotation of the blade according to the detection result of the detection result output means;
A wind power generator characterized by comprising: 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置であって、
前記ナセルにおける反ブレード側に風上側を撮影領域とする撮影手段を備えるとともに、
その撮影手段が取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手段と、
その撮影データ取得手段が取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手段と、
そのデータ加工手段によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手段と、
その検出手段の検出結果を出力する検出結果出力手段と、
その検出結果出力手段の検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手段と、
を備えたことを特徴とする風力発電装置。 A tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades that are rotatably fixed to the nacelle via a hub, and capable of detecting flying objects from the windward A wind power generator equipped with an object detection system,
With a photographing means having the windward photographing area on the opposite blade side of the nacelle,
Shooting data acquisition means for omitting an image in which the rotating blade blocks the shooting area from the shot image acquired by the shooting means;
Data processing means for executing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired by the shooting data acquisition means;
Detecting means for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing means;
Detection result output means for outputting the detection result of the detection means;
Blade control means for controlling the rotation of the blade according to the detection result of the detection result output means;
A wind power generator characterized by comprising: 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置に対し、前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段を用いて風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知プログラムであって、
そのプログラムは、 回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手順と、
その撮影制御手順による制御にて前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、
その撮影手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、
そのデータ加工手順によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、
その検出手順の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手順と、を飛来物検知システムの制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 An anti-blade side of the nacelle with respect to a wind turbine generator comprising a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub. A flying object detection program capable of detecting a flying object from the windward using an imaging means having an upwind area as an imaging area,
The program includes a photographing control procedure for controlling photographing so that the photographing means can photograph at a timing when the rotating blade does not block the photographing region;
An imaging procedure in which the imaging means having an imaging area on the windward side provided on the side opposite to the blade in the nacelle under the control by the imaging control procedure,
A data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting procedure,
A detection procedure for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing procedure;
A computer program for causing a control computer of a flying object detection system to execute a detection result output procedure for outputting a detection result of the detection procedure to a wind turbine generator. 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えた風力発電装置に対し、前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段を用いて風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知プログラムであって、
そのプログラムは、 前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、
その撮影手順にて取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手順と、
その撮影データ取得手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、
そのデータ加工手順にて加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、
その検出手順の検出結果を風力発電装置に出力する検出結果出力手順と、を飛来物検知システムの制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 An anti-blade side of the nacelle with respect to a wind turbine generator comprising a tower erected on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades fixed to the nacelle via a hub. A flying object detection program capable of detecting a flying object from the windward using an imaging means having an upwind area as an imaging area,
The program includes a shooting procedure for shooting by a shooting unit having a shooting area on the windward side provided on the opposite blade side in the nacelle,
Shooting data acquisition procedure that omits the image where the rotating blade blocks the shooting area from the shooting image acquired in the shooting procedure;
A data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting data acquisition procedure,
A detection procedure for detecting flying objects from the processing data processed in the data processing procedure;
A computer program for causing a control computer of a flying object detection system to execute a detection result output procedure for outputting a detection result of the detection procedure to a wind turbine generator. 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置を制御するコンピュータプログラムであって、
そのプログラムは、 回転するブレードが撮影領域を遮らないタイミングで前記撮影手段が撮影可能であるように撮影を制御する撮影制御手順と、
その撮影制御手順による制御にて前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、
その撮影手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、
そのデータ加工手順によって加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、
その検出手順の検出結果を出力する検出結果出力手順と、
その検出結果出力手順による検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手順と、を風力発電装置の制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 A tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades that are rotatably fixed to the nacelle via a hub, and capable of detecting flying objects from the windward A computer program for controlling a wind turbine generator equipped with an object detection system,
The program includes a photographing control procedure for controlling photographing so that the photographing means can photograph at a timing when the rotating blade does not block the photographing region;
An imaging procedure in which the imaging means having an imaging area on the windward side provided on the side opposite to the blade in the nacelle under the control by the imaging control procedure,
A data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting procedure,
A detection procedure for detecting flying objects from the processing data processed by the data processing procedure;
A detection result output procedure for outputting the detection result of the detection procedure;
A computer program for causing a control computer of a wind power generator to execute a blade control procedure for controlling rotation of a blade according to a detection result by the detection result output procedure. 地上に立設させたタワー、そのタワーに固定されたナセル、およびそのナセルに対してハブを介して回転自在に固定された複数のブレードを備えるとともに、風上からの飛来物を検知可能な飛来物検知システムを備えた風力発電装置を制御するコンピュータプログラムであって、
そのプログラムは、 前記ナセルにおける反ブレード側に備えられた風上側を撮影領域とする撮影手段が撮影する撮影手順と、
その撮影手順にて取得した撮影画像から回転するブレードが撮影領域を遮る画像を省く撮影データ取得手順と、
その撮影データ取得手順にて取得した撮影データを用いて飛来物の検知に適したデータ加工を実行するデータ加工手順と、
そのデータ加工手順にて加工された加工データから飛来物を検出する検出手順と、
その検出手順の検出結果を出力する検出結果出力手順と、
その検出結果出力手順による検出結果に応じてブレードの回転を制御するブレード制御手順と、を風力発電装置の制御用コンピュータに実行させることとしたコンピュータプログラム。 A tower standing on the ground, a nacelle fixed to the tower, and a plurality of blades that are rotatably fixed to the nacelle via a hub, and capable of detecting flying objects from the windward A computer program for controlling a wind turbine generator equipped with an object detection system,
The program includes a shooting procedure for shooting by a shooting unit having a shooting area on the windward side provided on the opposite blade side in the nacelle,
Shooting data acquisition procedure that omits the image where the rotating blade blocks the shooting area from the shooting image acquired in the shooting procedure;
A data processing procedure for performing data processing suitable for detection of flying objects using the shooting data acquired in the shooting data acquisition procedure,
A detection procedure for detecting flying objects from the processing data processed in the data processing procedure;
A detection result output procedure for outputting the detection result of the detection procedure;
A computer program for causing a control computer of a wind power generator to execute a blade control procedure for controlling rotation of a blade according to a detection result by the detection result output procedure. 前記のデータ加工手順では、複数の画像データにおける粒子の動きをベクトル表示したベクトル表示画像データに変換するオプティカルフロー処理手順を含むこととした請求項９から請求項１２のいずれかに記載のコンピュータプログラム。   The computer program according to any one of claims 9 to 12, wherein the data processing procedure includes an optical flow processing procedure for converting the motion of particles in a plurality of image data into vector display image data in a vector display. .
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